氦-3状态方程研究进展 第一部分:固-液、气-液饱和线以及临界区状态方程

宽温度和压力范围内的 3He详细热力参数数据对进行极低温基础科学研究和制冷特性研究是至关重要的 ,但至今尚缺乏一个热力学统一的解析形式状态方程来准确描述 1K左右到室温 30 0 K温区的 3He热力学性质。在收集和整理各类研究 3He热力性质文献的基础上 ,总结了 3He固 -液、气 -液饱和线以及临界区状态方程的研究状况。这项工作不仅能为关心 3He局部区域性质的研究人员提供总结 ,而且可为今后开发宽范围的 3He热力学状态方程提供参考。

含液饱和多孔波阻板的地基振动控制研究

基于含液饱和多孔介质中的流-固耦合作用,提出了以含液饱和多孔材料作为隔振屏障的一类新型的地基振动控制体系。考虑在弹性地基内部设置饱和多孔波阻板,基于线弹性理论和Biot多孔介质模型,采用Fourier级数展开的方法,分别建立了地基表面和内部受到条形简谐荷载作用下地基动力响应的计算列式。通过数值算例,与传统的单相固体波阻板的隔振效果进行了比较,并且分析了多孔材料波阻板中固相材料性质、孔隙率、孔隙流体性质等物理力学参数对地基隔振性能的影响规律。结果表明,相对于单相固体波阻板隔振体系,基于含液饱和多孔波阻板的地基隔振体系更加具有优越性,并且更具有可设计性。

液饱和多孔介质中三维应力波的传播

为了深入研究液饱和多孔介质中应力波的传播,提出了三维两相细观计算模型。基于此模型,应用Galerkin余量法并计及流-固耦合界面的耦合效应,利用直接耦合的技术,开发了三维流-固混合显式动力有限元计算程序。在此基础上对冲击载荷作用下液饱和多孔介质中三维应力波的传播现象进行了数值模拟,并详细讨论了孔隙率,孔隙形状等因素对应力波传播主导波形的影响。

液饱和多孔固体层中的洛夫型波

研究了附着于一个半无限弹性体上的一个流体饱和的两相多孔固体薄层中的洛夫型波，导出了复数形式的弥散方程，此方程描述了相速度以及洛夫型波的衰减对频率的依赖。

正交各向异性含液饱和多孔介质中应力波的传播

基于 Biot的孔隙介质理论 ,研究了正交各向异性含液饱和多孔介质中应力波的传播特性。本文引入动态渗透率 ,导出了整个实频域内应力波传播的复特征方程及其解析解 ,给出了各种应力波成分的波速和衰减的解析表达式 ,计算了频散曲线和衰减曲线 。

横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播的特征分析

根据广义特征理论,对横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播特性进行了特征分析· 给出了特征曲面的微分方程以及沿次特征线的相容条件,得到了波阵面的解析表达式· 详细地讨论了应力波在横观各向同性含液饱和多孔介质中传播时,其速度曲面和波阵面的形状及性质· 分析结果亦表明,纯固体中应力波传播的特征方程。

3He气液饱和密度方程

采用非线性最小二乘回归方法拟合3He饱和区气液密度实验数据 ,提出精度满足要求的3He气液饱和密度方程。该方程在实验点上的平均相对偏差为 0 79% ,最大相对误差为 7 4 6 % ,相对误差超过 2 5 %的数据点有 6个。该方程不仅可以用来计算饱和区气液密度 ,而且对将来产生3He气态和液态区的状态方程具有重要意义 ,为物性计算提供可靠的初值。

横观各向同性含液饱和多孔介质黏弹性瞬态反应

在考虑横观各向同性含液饱和多孔介质固体骨架和流体可压缩性以及固体骨架的黏弹性特征下,基于横观各向同性含液饱和多孔介质u-w形式的三维动力控制方程,以固相位移u、液相相对位移w为基本未知量,综合运用Laplace变换、双重Fourier变换等方法,在直角坐标系下通过引入中间变量,将六元2阶动力控制方程组化为两组各含4个未知变量的常微分方程组,给出了直角坐标系下横观各向同性含液饱和多孔介质三维黏弹性动力反应的积分形式一般解;作为理论推导的验证,通过引入初始条件和边界条件,对横观各向同性含液饱和多孔介质半空间黏弹性瞬态反应问题进行了求解。解答的退化验证表明,所推导的理论解是正确的。

各向异性液饱和多孔材料慢波波阵面上的能量聚焦

基于Biot理论以及广义特征分析方法,研究了各向异性液饱和多孔材料中慢波的波阵面在传播过程中的突变.此现象是慢波传播的新特性.参考微分曲面的性质,给出了慢波波阵面上能量突变与慢曲面零高斯曲率间的对应关系,研究了能量聚焦模式在材料参数空间中的演化过程.此研究对于进一步澄清孔隙流体对含液多孔材料失效机制的影响具有重要的意义.

气液饱和溶液黏度实验系统及其性能测试

针对目前国内外对气-液达到平衡状态时其饱和液相黏度实验研究非常少的现状,将相平衡装置与双毛细管法黏度测量装置进行集成,搭建了一套可以用于测量气液饱和溶液黏度的实验系统。通过对纯质乙醇、正庚烷以及离子液体[Hmim][Tf2N]等的黏度进行测试并与文献值对比,得到3种物质的实验值与文献值的绝对平均偏差分别为1.13%、0.89%和2.15%。在此基础上,测量得到了温度为298.15、323.15和343.15 K时含饱和制冷剂R134a的离子液体[Hmim][Tf2N]在不同压力、不同溶解度时的黏度实验数据,并将实验数据拟合成温度和组分的多项式形式。通过与方程计算结果进行对比分析,得到实验值与多项式计算值的绝对平均偏差为1.42%,最大偏差为2.86%,验证了文中搭建的气液饱和溶液黏度实验系统的可靠性,可为进一步开展相关研究奠定基础。

地壳的含液饱和度、电导率和地震活动性

详细研究了大陆地壳的液体(以下从略)饱和条件以及地壳不同部分液体对地壳电导率和地震活动性的影响。在总结水文地质学、地球物理学和岩石学资料的基础上,取得了液体成分、状态和含液量等特性。指出了在地壳的中部和下部都存在着液体上移运动。变质过程是液体外移的主要缘由之一。变质过程促使孔隙层和裂隙层的形成,也促使无渗透性屏蔽层的形成。有关地壳现代饱和度的认识与地壳的电导、速度和吸收特性的资料相符甚佳。证明了这些特性与液体密切相关。根据一些新的地球物理学资料,又研究了壳内液流层的主要特性、液流层的分带性及其在主要地质构造中的差异。提出:脱水条件有异的一些板块之间接触面上所生压力是产生地震活动性的主要因素之一。

吸液饱和度对VRLA电池性能影响研究

对不同吸液饱和度的6-DZF-20电池进行了初期性能和循环寿命对比。结果表明,不同吸液饱和度对电池初期性能没有影响,但饱和度区间在92.2%~94.5%时循环寿命最佳,并且循环前期的“深V”现象得到有效抑制。不同的抽酸工艺对电池吸液饱和度会有所影响。文中也给出了抽酸工艺合理性判断方法。

非线性表面张力对饱和液膜传热稳定性的影响

用温度的非线性简化式表示液膜表面张力，推导出小扰动的线性稳定性方程，研究等壁温边界条件下，壁温变化时非线性表面张力对饱和液膜传热稳定性的影响。推广了文献［５］所建立的理论和结果。

3种低碳钢锌锅板在450℃铁饱和锌液中的腐蚀行为

热镀锌时熔融锌液对低碳钢制作的锌锅具有较强腐蚀性。选用3种国内常用锌锅用材SAE1006,XG05和XG08,通过腐蚀失重、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)等研究其在450℃铁饱和锌液中的腐蚀行为。结果表明:3种锌锅板材耐锌液腐蚀性均较好,且XG05和XG08优于SAE1006;3种锌锅板的镀层生长规律相似,浸镀层和δ相层拟合的生长速率时间指数/值均接近0.5;锌层微观组织相似,从基体向外依次为破碎的T-Fe_5Zn_(21)层、厚而致密的δ-FeZn_(10)层和薄的ξ-FeZn_(13)层,浸锌72 h后ξ相几乎消失,整个镀层主要由δ相组成。

松嫩平原盐碱土饱和浸提液与土水比1：5浸提液间化学参数的换算关系

采用饱和浸提液与土水比1:5浸提液两种方法分析了松嫩平原94份盐碱土样品的电导率、钠吸附比、主要阳离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+)以及总阳离子浓度等化学参数,并对两种方法测定的盐碱化参数相关性进行了研究。结果表明:饱和浸提液电导率、钠吸附比、总阳离子浓度、Na+离子浓度与土水比1:5浸提液相应参数存在极显著的相关关系,其关系方程可用于松嫩平原盐碱土饱和浸提液与1:5浸提液间化学参数的换算;而K+、Ca2+、Mg2+离子浓度在两种浸提液间不存在相关性。

液固两相饱和介质动力分析的一种显式有限元法

以经典的Biot液固两相饱和介质动力理论为基础,建立了以固相位移和液相位移为未知量的液固两相饱和介质动力分析的一种显式有限元法。该显式方法克服了隐式方法需要求解联立方程组的缺点,具有节省计算机内存空间和计算时间的优点,可以方便地应用于求解大自由度和介质非线性问题。算例分析表明,该方法具有较高的计算精度。

南疆盐渍土饱和浸提液与土水比1∶5浸提液电导率换算关系

对南疆50份盐渍土样品的饱和浸提液电导率(ECe)、土水比1∶5浸提液电导率(EC1∶5)、阴离子浓度进行测定与分析。结果表明:供试土壤盐分类型主要为硫酸盐-氯化物;ECe值与EC1∶5值间存在极显著(P<0.01)的线性或幂函数关系,可由ECe=6.214×EC1∶5+1.011(r2=0.958)或ECe=7.474×EC0.8871∶5(r2=0.974)两方程推算ECe值。使用上述两方程及全盐量-EC1∶5值关系方程换算后,获得我国以全盐量为指标的硫酸盐-氯化物型盐渍土盐害分级区间所对应的ECe值区间范围,其结果与欧美等国的以ECe值为指标的土壤盐害分级区间基本一致。

用铬传感器测定碳饱和铁液中Cr的活度

用ZrO2（MgO）固体电解质，以CasiO3＋Cr2O3作为辅助电极，组成铬传感探头：Mo|Cr，Cr2O3|ZrO2（MgO）|CaSiO3，Cr2O3|[Cr]Fe|Mo－ZrO2于1753K测定了碳饱和铁液中Cr的活度该探头响应快，约2—3s即可得到稳定的电动势值。

盐碱土饱和浸提液2种制备方法比较

分别采用美国盐土实验室推荐的USSL方法、浸润法制备土壤饱和泥浆,抽滤得到盐碱土饱和浸提液,测定电导率。结果表明：供试30份土样,2种方法获得的饱和泥浆土壤饱和含水量之间差异不显著;美国盐土实验室方法制备土壤饱和浸提液电导率变化范围为0.75~31.34 d S/m,浸润法制备的土壤饱和浸提液电导率变化范围为0.75~36.90 d S/m,2种方法制备的土壤饱和浸提液电导率测定值间不存在显著差异。

盐渍土饱和泥浆与其浸提液间电导率换算关系研究

对30份南疆盐渍土的饱和泥浆电导率(EC_(sp))和饱和浸提液的电导率(EC_e)进行了测定分析。结果表明,每份土壤的EC_(sp)均明显小于EC_e,因此,在实际工作中不能使用EC_(sp)代替EC_e进行土壤盐度的判断;ECe与EC_(sp)间存在显著的线性关系,可以使用EC_(sp)间接推算EC_e。就南疆盐渍土而言,可以使用经验方程EC_e=2.62 EC_(sp),由EC_(sp)间接推算EC_e。